Fase-aldaketa

Fase-aldaketa edo egoera-aldaketa, Fisika eta Kimikan, materiaren konposaketan aldaketarik gertatu gabe ematen den egoera fisiko desberdinen arteko aldaketa da, presioa eta tenperaturaren eraginez. Oinarrizko hiru egoerak solidoa, likidoa eta gasa dira. Hala ere, unibertsoko agregazio-egoerarik arruntena plasma da, izarrak material horretakoak baitira.

Ondoko taula honek egoera-aldaketak erakusten ditu:

		NORA
		Solidoa	Likidoa	Gasa	Plasma
NONDIK	Solidoa		Fusioa edo urtzea	Sublimazioa
	Likidoa	Solidotzea edo izoztea		Lurrunketa
	Gasa	Alderantzizko sublimazioa edo deposizioa	Kondentsatzea edo likidotzea		Ionizazioa
	Plasma			Desionizazioa

Materiaren egoera-aldaketa motak

Hona hemen materiaren egoera-aldaketak edo fase-transformazioak: ^[1]

Fusioa: beroak eraginda solido bat egoera likidora igarotzea da; prozesu endotermiko horretan (aldaketa hori gauzatzeko energia xurgatzen duen prozesua), tenperatura konstante mantentzen den puntu bat dago. "Urtze-puntua" solidoa urtzen deneko tenperatura da, beraz, balio propioa du substantzia bakoitzak. Hori gertatzen da fase solidoan molekulak elkartuta mantentzen direlako kristal-egitura zurrun bat eratuz, eta, hala substantziak forma eta bolumen definituak izango ditu. Molekula horiek modu independentean mugituko dira, likido bihurtuz. Adibidez, urtzen ari den izotza.

Solidotzea: likido bat solido-egoerara igarotzen da hozte prosezuaren bidez; prozesua exotermikoa da. Solidotze- edo izozte-puntua tenperatura bat da, non likidoa solidotu egiten da eta aldaketan konstante irauten du. Bat egingo du urtze-puntuarekin, baldin eta poliki egiten bada (itzulgarria). Substantzia bakoitzaren solidotze-puntuaren balioa espezifikoa da.

Baporizazioa: likido bat gas batera pasatzen den prozesu fisikoa da. Lurruntze edo irakite bidez lor daiteke. Lurrunketa likidoaren gainazalean baino ez da gertatzen, eta tenperatura jakin batean gauzatzen da, lurruntze-tenperaturan; irakitea, berriz, likidoaren bolumen osoan gertatzen da, irakite-tenperatura deritzonean.

Kondentsazioa: kondentsazio deritzo materia egoera gaseosotik likidora aldatzeari. Baporizazioaren alderantzizko prozesua da. Gasa likidora igarotzea; beste faktore batzuen artean, presioaren eta tenperaturaren eraginpean dago, normalean kondentsazioa gertatzen da gure sistema inguruneko presioetatik hurbil dagoenean.

Sublimazioa: materia solidotik egoera gaseosora aldatzean gertatzen den prozesua da, egoera likidotik pasa gabe. Sublimatzeko gai den substantzia bat izotz lehorra da.

Alderantzizko sublimazioa: gas-egoeratik egoera solidora zuzenean igarotzea da.

Ionizazioa: gas batetik plasmarako aldaketa da. Gasa plasma bihurtzen da beroa edo beste energia mota bat ematen zaionean. Gasaren atomoak elektroiak galtzen hasten dira, eta kargatutako ioi positiboak bihurtzen dira. Askatutako elektroiak askatasunez mugi daitezke. Prozesu horri ionizazio esaten zaio.

Desionizazioa: plasma batetik gas batera aldatzea da.

Fusio-puntua

Fusio-puntua edo urtze-puntua da egoera solidotik egoera likidora igarotzean materiak duen tenperatura, hau da, urtzen den puntuko tenperatura.^[1] Substantzia baten urtze-puntua presioaren araberakoa da, eta, oro har, presio estandar batean zehazten da, atmosfera batean. Urtze-puntuan, fase solidoa eta likidoa orekan daude, eta substantzia gehienetan, urtze- eta izozte-puntua berdinak dira.

Irakite-puntua

Irakite-puntua materia egoera likidotik gaseosora aldatzen den tenperatura da^[1]. Beste era batera adierazita, likido batean irakite-puntua da likidoaren lurrun-presioa eta likidoa inguratzen duen ingurunearen presioa berdintzen direneko tenperatura. Kondizio horietan, lurruna sor daiteke likidoaren edozein puntutan.

Substantzia edo gorputz baten tenperatura molekulen batez besteko energia zinetikoaren araberakoa da. Irakite-puntua baino tenperatura baxuagoetan, gainazaleko molekulen zati txiki batek baino ez du gainazaleko tentsioa hausteko eta ihes egiteko adina energia. Energia-gehitze hori bero-truke bat da, eta sistemaren entropia handitzea eragiten du.

Irakite-puntua substantziaren masa molekularraren eta substantzia horren molekula arteko indar motaren araberakoa da. Horretarako, substantzia kobalente polarra edo kobalente ez-polarra den zehaztu behar da, eta lotura motak zehaztu.

Fase-diagrama

Fase-diagrama materiaren egoeren arteko irudikapenari esaten zaio, aukeratutako bi aldagai, tenperatura eta presioaren arabera ^[2]. Tenperaturaren igoerak edo presioaren jaitsierak fusioa, lurrunketa eta sublimazioa faboratuko dituzte,tenperaturaren jaitsierak edo presioaren igoerak, aldiz, alderantzizko sublimazioa, kondentsazioa eta solidotzea.

Fase-diagrama. Marra berdeak sustantzia gehienen fusio-puntuaren portaera erakusten du. Marra arrosak uraren ezohiko portaera erakusten du. Marra urdinak lurruntze-puntua eta gorriak sublimazioa gertatzen deneko puntua erakusten du.

Alboko fase-diagramaren bidez, tenperatura eta presioaren arabera substantzia bat zein egoera fisikotan dagoen jakin daiteke. Fase-diagrama substantzia bakoitzarentzat espezifikoa da.

Fase-diagrama baten osagaiak "oreka-lerroak" edo "fase-mugak" dira. Hainbat fase orekan batera egoteko baldintzak markatzen dituzten lerroei dagozkie. Fase-trantsizioak oreka-lerroetan gertatzen dira. Fase metaegonkorrak ez dira agertzen fase-diagrametan, nahiz eta askotan gertatu, ez baitira oreka-faseak.

Puntu hirukoitzak oreka-lerroak gurutzatzen diren fase-diagrametako puntuak dira. Puntu hirukoitzek hiru faseak batera egoteko baldintzak markatzen dituzte. Adibidez, uraren fase-diagramak puntu hirukoitz bat du, eta puntu hori bat dator ur solido, likido eta gaseosoak oreka egonkorrean batera egon daitezkeen tenperatura eta presio bakarrekin. (273,16 K eta lurrun-presio partziala 611,57 Pa).

Likidoaren eta gasaren arteko fase-muga ez da mugagabea, fase-diagramako puntu zehatz batean bukatzen da, puntu zehatz horri puntu kritikoa deritzo. Horrek erakusten du tenperatura eta oso presio altuetan likido- eta gas-faseak bereizezinak bihurtzen direla ^[3], fluido superkritiko bat sortuz. Uretan, puntu kritikoa Tc = 647,096 Kelvin (373,9 °C) inguruan gertatzen da, pc = 22,064 MPa (217,8 atm) eta ρc = 356 kg/m3.4 inguruan. ^[4]

Erreferentziak

↑ ^a ^b ^c Rosales, Elizabeth (2005-03). Química 1 para bachillerato/ Chemistry 1 for High School. DO NOT USE. ISBN 9789681866327. Consultado el 10 de marzo de 2018.
↑ «Construcción de un diagrama de fases». Ciencia Básica Experimental para estudiantes de Ingeniería Química. Archivado desde el original el 12 de agosto de 2016. Consultado el 28 de mayo de 2016.
↑ Papon, P.; Leblond, J.; Meijer, P. H. E. (2002). La Física de la Transición de Fase : Conceptos y Aplicaciones. Berlin: Springer. ISBN 978-3-540-43236-4.
↑ Asociación Internacional para las Propiedades del Agua y del Vapor "Guideline on the Use of Fundamental Physical Constants and Basic Constants of Water", 2001, p. 5

Datuak: Q185357
Multimedia: Phase changes / Q185357

[:0-1] Rosales, Elizabeth (2005-03). Química 1 para bachillerato/ Chemistry 1 for High School. DO NOT USE. ISBN 9789681866327. Consultado el 10 de marzo de 2018.

[2] «Construcción de un diagrama de fases». Ciencia Básica Experimental para estudiantes de Ingeniería Química. Archivado desde el original el 12 de agosto de 2016. Consultado el 28 de mayo de 2016.

[3] Papon, P.; Leblond, J.; Meijer, P. H. E. (2002). La Física de la Transición de Fase : Conceptos y Aplicaciones. Berlin: Springer. ISBN 978-3-540-43236-4.

[4] Asociación Internacional para las Propiedades del Agua y del Vapor "Guideline on the Use of Fundamental Physical Constants and Basic Constants of Water", 2001, p. 5

[1]

[2]

[3]

[4]